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超薄金刚石刀具的制备及性能研究

超薄金刚石刀具的制备及性能研究

作者：马凯强郑州大学

学位级别：硕士

超薄金刚石切割片作为切割硅晶圆中最常用的工具,其稳定性、均匀性及切割性能决定了硅晶圆的精度与质量。然而,我国所生产的刀具平均寿命与性能远不及国外所生产的刀具。因此,研究开发切割精度高、使用寿命长、稳定性和均匀性良好的超... 详细信息

超薄金刚石切割片作为切割硅晶圆中最常用的工具,其稳定性、均匀性及切割性能决定了硅晶圆的精度与质量。然而,我国所生产的刀具平均寿命与性能远不及国外所生产的刀具。因此,研究开发切割精度高、使用寿命长、稳定性和均匀性良好的超薄金刚石刀具十分必要。本文采用自主研发、可实现电镀过程中阴极自旋转的电镀装置,以金刚石颗粒为增强相,制备出了镍-金刚石超薄刀具。重点研究了阴极不同运动状态下刀具的微观形貌、硬度、金刚石微粒含量、刀具厚度均匀性、刀具耐磨性以及刀具的切割性能。主要研究内容如下:利用正交实验获得了镍-金刚石刀具最佳制备工艺参数为:金刚石浓度为25g/L,电流密度为1.8A/dm2,搅拌速度为250rpm,镀液温度为45℃,电镀时间为50min,pH为4.0。在此工艺条件下设计平行实验。平行实验所制备的刀具厚度平均值为30.39μm,硬度为2893.5Hv,金刚石含量为80.18%。且每个刀具厚度、硬度、金刚石微粒含量均趋于一致,说明最佳工艺条件具有可重复性,所制备的刀具性能稳定一致,质量较好。设计单因素实验研究了阴极电流密度、搅拌速度、镀液温度、电镀时间对刀具硬度,金刚石微粒含量,刀具厚度均匀性以及刀具耐磨性的影响。研究表明,在工艺条件中,电流密度和搅拌速度对刀具性能影响最为显著。耐磨性研究表明,镀层中金刚石微粒含量是影响镀层摩擦性能的主要原因。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及X射线衍射仪（XRD）对刀具表面形貌、断层形貌、金刚石微粒分布状态和相结构进行分析。分析结果表明,镀层成分为金属镍和金刚石微粒,金刚石微粒较为均匀地分布在整个镀层中,断面形貌表明,金刚石微粒不仅仅分布在镀层表面,镀层内部也镶嵌了大量的金刚石,XRD研究得知镀层中镍晶面择优取向为Ni（111）,金刚石的加入使镀层晶粒尺寸增大3%,但是并未改变镀层中镍晶面的择优取向。设计并发明了一套电镀实验设备,研究了阴极自旋转状态对刀具硬度、耐磨性、金刚石含量及分布均匀性的影响。与阴极静止相比,阴极自旋转极大的提高了刀具的性能,阴极运动方式是影响镀层中金刚石微粒分布均匀性、刀具厚度均匀性、金刚石含量、刀具切割性能等刀具综合性能的关键因素。此外,以阴极不同运动状态为实验变量,研究了阴极不同运动状态下刀具的摩擦系数,并对镍-金刚石刀具的磨损机理进行了探究。利用DISCO-DAD3350自动划片机,以切缝宽、崩边尺寸、切缝比为衡量标准,研究了阴极自旋转运动状态下所制备刀具的切割性能,与阴极静止相比,阴极自旋转所制备的刀具切缝比和崩边尺寸更小。平均切缝比和崩边尺寸为1.64和 4.83μm。利用电化学工作站,对镀液电化学行为进行了研究,利用阴极极化曲线研究了表面活性剂、光亮剂、金刚石微粒对镍离子电沉积过程的影响,结果表明镀液中加入表面活性剂、光亮剂、金刚石微粒能够使镍离子的沉积电位负移,阴极极化增加,而且极化曲线的斜率减小,有利于镀层晶粒的细化,提高镀层光亮度;加快电沉积反应。

关键词：复合电镀镍-金刚石工艺参数阴极运动状态切割性能

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉/磷迁移及有效性的影响

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模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉/磷迁移及有效性的影响

作者：马凯强安徽理工大学

学位级别：硕士

随着矿业开采和工业生产的快速发展,土壤重金属污染越来越严重,进入土壤的重金属不仅使作物减产还会通过生物富集危害人体健康。以“边生产边修复”的化学钝化法因其修复效果好、不耽误生产而在中国得到推广。但是在酸雨作用下,钝化后... 详细信息

随着矿业开采和工业生产的快速发展,土壤重金属污染越来越严重,进入土壤的重金属不仅使作物减产还会通过生物富集危害人体健康。以“边生产边修复”的化学钝化法因其修复效果好、不耽误生产而在中国得到推广。但是在酸雨作用下,钝化后的重金属有可能重新活化且某些含磷钝化剂会释放大量的磷素,最终是否会造成周围水体富营养化还未明确。因此,本文通过室内土柱淋溶实验,以镉污染土壤质量0.5%的比例添加羟基磷灰石(HAP),考察pH 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉、磷释放的影响。结果表明：在不同pH酸雨处理下,淋出液pH随模拟酸雨pH的降低逐渐下降,添加HAP的土壤淋出液pH因为HAP的溶解而比未添加HAP的土壤淋出液pH显著增加了0.3-1.5个单位。淋出液总磷和正磷酸盐含量均随酸雨pH的降低而增加,且HAP的添加(溶解)也明显增加了淋出液中总磷和正磷酸盐的含量,其总磷含量在第1-3 L和4-6 L分别是《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)五类水标准(总磷含量0.4 mg·L-1)的2.70-3.55和1.25-2.15倍,对地表水体表现出较大的富营养化风险。与此同时,较未处理组土壤,HAP的添加(溶解)也显著降低了淋出液总Cd含量。随着酸雨pH的降低,未处理土壤淋出液总Cd含量逐渐增加,但HAP处理土壤淋出液总Cd含量因磷酸盐的固定而逐渐降低。因此,HAP能够显著减弱酸雨淋溶对Cd污染土壤中Cd淋失的影响,但需要考虑磷素释放造成地表水体富营养化的问题。模拟酸雨淋溶显著降低了未处理组表层土壤的pH,HAP的添加增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤pH较未处理组高出1个单位左右。未处理土壤随酸雨pH的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0-5和5-10 cm土壤高出8.54-10.00和3.13-3.29 mg·kg-1。未处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0-5 cm的0.17-0.23 mg·L-1增加到10-20 cm的0.61-0.68mg·L-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45-0.50 mg·L-1。总体上,添加HAP的淋溶土壤真菌和放线菌菌落数明显比未添加HAP的土壤多且土壤脲酶和酸性磷酸酶的活性也得到了提高。未处理和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨pH的降低而降低。与未处理相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。未处理和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中的Cd对儿童的PTMI(provisional tolerable monthly intake)贡献率均随酸雨pH的降低而降低,且HAP处理显著高于未处理。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。

关键词：模拟酸雨羟基磷灰石磷镉风险性

基于蚁群算法的云计算任务与资源调度方法研究

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基于蚁群算法的云计算任务与资源调度方法研究

作者：马凯强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

云计算是一种通过网络互联的方式将成千上万的物理机资源以复杂的手段联接在一起,将所有的应用程序和数据文件存放在云端,从而为用户提供服务的新模式。作为新兴的分布式系统,遵循着“按需付费”的商业模式。从用户层面来看,用户更关切... 详细信息

云计算是一种通过网络互联的方式将成千上万的物理机资源以复杂的手段联接在一起,将所有的应用程序和数据文件存放在云端,从而为用户提供服务的新模式。作为新兴的分布式系统,遵循着“按需付费”的商业模式。从用户层面来看,用户更关切提交到云平台上的任务从提交到执行完毕返回结果的总时间,从云平台服务提供商的角度看,合理调度用户提交的任务从而可以充分利用云平台上的可用资源和保证用户服务质量之间相互制约,寻求两者的平衡是云提供商们更关切的问题。本文通过提出两种算法分别解决上述两个问题。针对任务到虚拟机的映射问题,本文提出了基于蚁群的负载均衡任务调度算法,该算法的目标是通过对云环境下的虚拟机进行负载均衡从而最大化任务产出。针对蚁群算法初始信息素匮乏的缺点,引入MIN-MIN的调度思想进行信息素的初始化,以解决搜索时间过长的问题。其次通过引入LBF负载均衡因子,加之全局和局部信息素的协调更新,使得蚁群在搜索解空间时可以实时的根据上一轮迭代负载,通过信息素更新机制影响下一轮的选择决策。算法后期引入挥发系数的调整机制,以提高算法全局搜索能力。本文对该算法和近些年新提出的任务调度算法以及常用的调度算法做了大量实验对比。实验结果表明本算法在总任务执行时间,任务队列排队响应时间,以及云环境下虚拟机负载均衡度几个方面相较其他算法都有显著的优势。针对虚拟机到物理机的映射问题,本文提出了基于改进蚁群系统的虚拟机迁移算法。一方面,通过多维度权衡的目标函数来规范和优化蚁群搜索过程,引入负载预测机制来构建迁移队列,并构建了独立的分布式监控系统来收集和处理云平台的负载信息,用以触发和执行迁移策略。另一方面,引入搜索随机变量和搜索滑动窗口机制,提高了算法在对解空间搜索的效率和质量。最后从两个维度上完成资源的调度和任务的分配,避免了很多算法只关注一个维度而造成的调度结果的片面性。本文对该算法和常用的虚拟机加固和迁移算法做了大量实验对比。实验结果表明本算法在总资源消耗,SLA服务层级水平以及虚拟机总迁移次数几个方面相较其他算法都有显著的优势。实验结果表明,通过两个层次的调度算法地良性互动,本文算法极大提高了云平台的工作效率,在用户任务响应速度,完成时间以及能源消耗等几个方面,本文算法相较于其他算法权衡性更好,有着不错的表现。

关键词：蚁群算法负载均衡云计算云任务调度虚拟机迁移

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改良合刺针法治疗心脾两虚型失眠的临床观察

改良合刺针法治疗心脾两虚型失眠的临床观察

作者：马凯强中国中医科学院

学位级别：硕士

1研究目的通过与常规针刺组进行对比,评价改良合刺针法治疗心脾两虚型失眠的临床疗效及安全性。2研究方法所有患者均来自2017年6月至2017年12月期间的中国中医科学院望京医院针灸科门诊,共66例。按入院顺序编号为1-66,用随机数字表法分... 详细信息

1研究目的通过与常规针刺组进行对比,评价改良合刺针法治疗心脾两虚型失眠的临床疗效及安全性。2研究方法所有患者均来自2017年6月至2017年12月期间的中国中医科学院望京医院针灸科门诊,共66例。按入院顺序编号为1-66,用随机数字表法分配到改良合刺组与常规针刺组,每组各33例。改良合刺组取穴:百会、神门、阴陵泉、足三里。操作:改良合刺百会穴,于本穴斜刺进针,一穴四针,针尖刺向前后左右4个方向,进针1.0寸,行针得气后留针。神门穴浅刺0.3寸,刺中即止,留针候气。阴陵泉、足三里穴分别进针1.0-2.0寸,行补法后留针。常规针刺组取穴:神门、四神聪、三阴交、风池、太阳、本神、心俞、脾俞。操作:四神聪向百会穴平刺,本神穴向后平刺,其余腧穴常规针刺。心俞、脾俞行补法,余穴均采用平补平泻法,行针1分钟后留针。每周治疗3次,每次留针30分钟,共治疗4周。疗效评价选取量表积分法,主要指标选用匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）,用来评价患者的睡眠情况。次要指标为心脾两虚型失眠中医证候量表,评价患者的中医症状。以上指标分别于治疗前、治疗4周后统计,两组资料均使用软件SPSS 17.0进行分析。3研究结果3.1基线资料比较两组患者一般资料比较,改良合刺组包括男性患者11名,女性患者22名,常规针刺组包括男性患者13名,女性患者20名,性别采用四表格资料X2检验,X2=0.26,p=0.60＞0.05。改良合刺组年龄范围（19-59岁）,常规针刺组年龄范围（18-58岁）,采用两独立样本t检验,t=-0.36,p=0.72＞0.05。改良合刺组病程范围（2-22月）,常规针刺组病程范围（3-24月）,采用两独立样本t检验,t=-0.74,p=0.46＞0.05。两组之间年龄、性别、病程差异无统计学意义（p＞0.05）,具有可比性。3.2疗效比较在睡眠质量评定过程中,治疗前分析两组患者PSQI六个因子（睡眠质量、入睡时间、睡眠时间、睡眠效率、睡眠障碍、日间功能障碍）积分,结果示无明显差异（均p＞0.05）。治疗后分析两组患者PSQI六个因子积分,除睡眠质量因子外,其余五因子差异明显（均p＜0.05）。与本组治疗前积分相比,两组患者PSQI总积分变化差异明显（p＜0.05）。治疗后两组患者PSQI总积分组间比较,差异明显（p＜0.05）,说明改良合刺组治疗效果优于常规针刺组。与本组患者治疗前积分相比,中医证候积分结果差异明显（p＜0.05）。治疗后两组患者中医证候积分组间比较,积分差异明显（p＜0.05）,说明改良合刺组治疗效果优于常规针刺组。两组患者有效率的统计结果显示改良合刺组疗效优于常规针刺组,说明改良合刺法可有效改善心脾两虚型患者的失眠症状。3.3安全性针灸治疗过程中,无不良事件发生。4研究结论改良合刺法可有效改善心脾两虚型患者的失眠,选穴少,操作简单,安全可靠,值得临床推广。

关键词：失眠心脾两虚改良合刺法针刺治疗腧穴

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区域电网发展综合评估指标体系与方法研究

区域电网发展综合评估指标体系与方法研究

作者：马凯强郑州大学

学位级别：硕士

电力是国民经济与社会发展的基础,电网的安全稳定运行,不仅与国民经济发展息息相关,同时也是人民安居乐业、社会稳定的基础。近年来,由于经济的快速发展,电网需要进一步全面优化,加强自身基础建设,提升电网供电能力与供电可靠性,提高电... 详细信息

电力是国民经济与社会发展的基础,电网的安全稳定运行,不仅与国民经济发展息息相关,同时也是人民安居乐业、社会稳定的基础。近年来,由于经济的快速发展,电网需要进一步全面优化,加强自身基础建设,提升电网供电能力与供电可靠性,提高电网效率与效益,优化资源配置,充分利用清洁能源等,各个方面协调发展。为了全面了解地区电网发展状况,因此需要构建一套科学、合理的电网发展综合评估指标体系,发现电网薄弱环节,为电网发展指导方向。本文首先介绍了电网评估的背景意义,以及目前针对电网评估指标体系与电网综合评估的研究;其次简单介绍了电网综合评估中比较常用的层次分析法、熵权法、灰色关联分析法、TOPSIS评价法;然后分别从社会需求、电网企业、电力用户三个层面对电网发展评估指标进行分析,综合考虑电网建设的安全性、可靠性、经济性与协调性,结合聚类分析思想,从电网安全可靠性、效率与效益、设备水平、外部环境影响四个维度建立综合评估指标体系,该指标体系涵盖电网的安全可靠性、电网结构、供电能力、效率与效益、智能化水平、环境友好、清洁能源等基本属性,涉及电网发展的各个层面;考虑指标的差异化,将指标分为效益型、成本型、适度型三种,根据指标的实际特征制定评分标准,并利用数据拟合工具得到各指标的综合评分函数,结合层次分析法、反熵权法、改进灰色关联度法求出指标综合权重,从而建立地区电网发展综合评估模型。最后通过实际算例分析,本文所建立的综合评估体系与方法可以反映地区电网发展的整体水平,能够指出电网的薄弱环节,为电网发展指明方向。

关键词：电网评估安全与质量效率与效益设备水平外部环境

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“维筋相交”之我见

中国针灸 2018年第3期38卷 261-262页

作者：刘文秀马凯强李博灵牛红月天津中医药大学天津300073 中国中医科学院望京医院香港中文大学中医药学院天津中医药大学第一附属医院针灸科天津300073

＂维筋相交＂最早出自《灵枢·经筋》：＂足少阳之筋……维筋急,从左之右,右目不开,上过右角,并跷脉而行,左络于右,故伤左角,右足不用,命曰维筋相交。＂在《黄帝内经》中仅此篇提及。后代医家对此虽有所论述,但是大多就字面意思展开,如... 详细信息

＂维筋相交＂最早出自《灵枢·经筋》：＂足少阳之筋……维筋急,从左之右,右目不开,上过右角,并跷脉而行,左络于右,故伤左角,右足不用,命曰维筋相交。＂在《黄帝内经》中仅此篇提及。后代医家对此虽有所论述,但是大多就字面意思展开,如隋代医家杨上善在《黄帝内经太素》中说：＂筋既交于左右,故伤左额角右足不用、伤右额角左足不用＂。

关键词：维筋维筋循行跷脉

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不同阴极运动状态下镍-金刚石刀具性能研究

热加工工艺 2024年第10期53卷 28-31页

作者：马凯强马会中张兰李纳郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450000

利用复合电沉积技术制备了超薄镍-金刚石刀具。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对刀具的成分及微观组织结构进行了表征。探究了不同阴极运动状态对刀具微观结构、硬度、耐磨性及金刚石微粒均匀性的影响。首次采用阴极自旋转方... 详细信息

利用复合电沉积技术制备了超薄镍-金刚石刀具。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对刀具的成分及微观组织结构进行了表征。探究了不同阴极运动状态对刀具微观结构、硬度、耐磨性及金刚石微粒均匀性的影响。首次采用阴极自旋转方式制备镍-金刚石刀具。结果表明:阴极旋转所制备的刀具要优于阴极不旋转所制备的刀具。

关键词：刀具镍-金刚石硬度耐磨性阴极自旋转

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顾及恶劣海况的船舶救援路径规划

海洋科学 2021年第5期45卷 39-46页

作者：马凯强任利锋曾喆万剑华中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司海洋物探分公司天津300457

为了保障救援船舶在恶劣海况环境下能够安全、高效地到达救援区域,本文改进人工鱼群算法开展海上救援路径规划研究。选取地形、海风和海浪等指标进行风险度量,采用GIS(geographical infor-mation system)多指标决策方法构建海洋环境威胁... 详细信息

为了保障救援船舶在恶劣海况环境下能够安全、高效地到达救援区域,本文改进人工鱼群算法开展海上救援路径规划研究。选取地形、海风和海浪等指标进行风险度量,采用GIS(geographical infor-mation system)多指标决策方法构建海洋环境威胁场,通过粒子群算法计算救援路径规划的最佳参数,并实现海上救援路径搜索。实验表明,基于改进的人工鱼群算法规划的船舶救援路径效果更优,可为海上应急救援提供辅助决策参考。

关键词：恶劣海况路径规划人工鱼群算法

URS型黄河滩唇出水高度测量仪的研发与应用

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URS型黄河滩唇出水高度测量仪的研发与应用